上海市高三物理二轮复习讲义第九单元电路

第九单元电路

目录

第1讲电路的基本概念和规律.....................................1

第2讲闭合电路欧姆定律.........................................8

第3讲电功、电功率............................................15

第4讲实验:测量金属丝的电阻率、测量电源的电动势和内阻.........22

课标要求：

1.通观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。

2.通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会

测量金属丝的电阻率。

3.了解串、并联电路电阻的特点。

4.理解闭合电路欧姆函律。会测量电源的电动势和内阻。

5.理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。

6.能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于

生活实际。

知识结构

第1讲电路的基本概念和规律

内容梳理

【概念规律】

1.常见电路元器件的名称及符号

名称图形符号名称图形符号名称图形符号

电源电阻器H___F—

可变电容

开关*

—-CZ5.器

电灯.£L

晶体二极

电动机铁芯线圈-rww-

-Ar管

各种元器件连接在一起形成电路0

2.电流和电流强度

导体中的自由电荷在__________,的作用下发生__________移动，形成电流。金属

导体导电时定向移动的电荷是自由__________，液体导电时定向移动的电荷是

和负离子，气体导电时定向移动的电荷是电子、正离子和负离子。电

流形成的条件:①有自由移动的电荷，②两端有。

通过导体横截面的电跟通过这些电荷所用的比值，叫

做电流强度，用/表示。表达式为/=苧或者/=器,t为通过电荷量所用的时间。在

国际单位制中，电流强度的单位是安培，简称，符号为A。电流强度是表

示电流强弱的物理量。电流强度的方向规定定向移动的方向为电流的

方向。电流是__________量，通常所说的电流方向,不是真正意义的方向，只是指电

流沿着导线的流向而已。

从微观上看，电流强度还可以表示为/=neS也其中律表示导体单位体积内的

自由电荷数,q表示每个自由电荷的电荷量,S表示导体，"表示电荷定向

移动速率。

从宏观上看，对于欧姆元器件，有/=是导体两端的电压,R是导体本身的

R

电阻。适用范围是__________和o

3.电阻

我们用导体两端与通过导体的的比值，用来描述导体对电

流的作用,通常用R表示，电阻表示导体本身的一种特性。电阻的定义表达式为R=

素在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧,符号是Q。电阻的大小由导体

.决定，与导体两端的电压和通过导体的电流o

我们还可以通过U-/图像或者/-U图像来计算电阻。建立直角坐标系，用纵

坐标表示电流/横坐标表示电压U,这样画出的/-U图像叫做导体的伏安特性曲

线，如图所示。伏安特性曲线上的一点与连线的斜率等于电阻的倒数,

斜率越大，表示电阻越__________。

4.电阻定律

同种材料的导体,其电阻R与它的长度L成，与它的横截面积S成

;导体电阻还与构成它的材料o电阻的决定式为H=p^,p

电阻率是反映材料导电性能的物理量,是材料本身的，与材料的大小、

形状。电阻率越小，导电性能越__________。在国际单位制中电导率

的单位是，符号为.0

不同的电阻率对温度的敏感程度不一,可以据此制造电阻温度计、热敏电阻或者

标准电阻等。一些金属和合金在温度低到临界温度时，电阻可以降到零。

5.串、并联电路的特点

串联电路并联电路

电流I=__________I=__________

电压U=_______U=__________

1_

电阻

R=_______R

Pl_P2_P3__Pn

用一分—瓦—…—瓦P1R1—=P3R3=…=PnRn

功率

P总二+03+---1-Pn

答案：1.电容器可调电阻器（电阻箱）滑动变阻器空心线圈（电感）

2.静电定向电子正离子电压电荷量时间安正电荷标横截面积金属

电解池

3.电压电流阻碍本身无关伏安特性原点小

4.正比反比有关属性无关好欧一米Q-m

5/1=12=13=[4=…=InA++，4■1-----卜+4+3+U4H-----F

111

uU-U-U-U--U+R+R+R-1-----FR-=—+—+

n1234n234nK^1附2

11

——1-1

氏3Rn

【问题情境举隅】

固体电解质电池

是将化学能转变成电能的装置，在电解池外部,电流的载体是金属导线中的自由移

动的电子，在电解池内部,电流的载体是溶液中的正、负离子。值得注意是的电解

池中的正、负离子的移动方向虽然是相反的，但是对等效电流的贡献是一样。还

需要注意单个正、负离子所携带的电荷数。

质子流、电子流和氢核流等

当以上粒子在电场中加速到很高的速度时，可以用来轰击肿瘤并且杀死癌细胞。

如果已知高速带电粒子的电荷量和运动速率,就可以求出该带电粒子流的等效电

流强度。与之类似,如果求得电子围绕氢原子核的周期，就可以求得核外电子的等

效电流强度。类似的还有高速喷射的等离子体。

超导现象

最先由荷兰科学家昂内斯发现,后科学家发现，许多金属、合金和化合物在温度降

到绝对零度附近某一特定温度时,电阻会突然减小到无法测量，这种现象叫做超导

现象。由正常状态转变为超导状态的温度称为这种物质的临界温度。超导体可以

通过大电流，并产生强磁场,因此在电磁设备中有着广泛的应用，如核磁共振成像

仪、加速器等。目前的主要困难是如何制备出常温常压下的超导体。超导可以用

于磁悬列车，可控核聚变等装置中。

测量体脂率

电子脂肪秤是一种测量人体脂肪百分率、水分百分率、骨骼质量等数据的产品。

原因是人体中的水分绝大部分存在于血液、肌肉及内脏中，而脂肪中含水量极低,

因此脂肪部分比肌肉和人体其他组织电阻率更高。通过双脚测量人体的电阻然后

通过合理的分析就可以得到较为准备的体脂率。

关键点拨

等效电流

【例题11如图所示，电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正

离子数为由，负离子数为电。设元电荷为e,则

A.溶液内电流方向从4到B,电流大小为詈

B.溶液内电流方向从B到4,电流大小为节

c.溶液内电流方向从a到B,电流大小为闿辿

D.溶液内电流方向从a到B,电流大小为四产

课堂笔记:

【点拨1】等效电流需要考虑的几点技巧

⑴等效电流的方向：正电荷移动的方向规定为正方向，特别注意若电流的载体是

自由移动的电子或者负离子，则电流方向和电荷运动方向相反。

⑵等效电流的大小:若正负离子同向移动，则电流的大小需要相互抵消;若正负离

子异向移动,则电流的大小是各自粒子对应的等效电流之和。还需要考虑单个粒

子所带的电荷量（化学意义上的化合价）。

⑶若运动的电荷只有一个孤点电荷，先计算点电荷运动的周期T,在利用电流的定

义式/=半计算。

部分电路欧姆定律

【例题2】将内阻为r的电动机和阻值为R的电炉，分别接入电压为4的稳压电源两

端,两用电器都正常工作，且流经用电器的电流都为电炉的伏安特性曲线如图

所示，则（）

A.r<加琮

BTT

C.r今R>u。

D•"生

课堂笔记：

【点拨2】电阻的定义式和决定式的区别

UL

R=7R=p§

是电阻的定义式，导体的电阻

是电阻的决定式，电阻的大小由

并不随电压、电流的变化而变

区别1导体的材料、横截面积、长度共

化，只是可由该式算出导体的

同决定

电阻

提供了一种测量电阻R的方提供了一种测导体的电阻率的方

2

法，只要测出U、/就可求出R法，只要测出R、1、S就可求出p

适用于粗细均匀的金属导体或浓

3适用于纯电阻元件

度均匀的电解液

R=是对R=亨的进一步说明，即导体的电阻与U和I无关，

联系

但取决于导体本身的材料、长度和横截面积

电阻定律和电阻率

【例题3】如图，一个立方体的导体，其前后两表面之间有一定的电阻，如果将该立方

体的边长缩短为原来的十分之一，那么新的小立方体前后两表面之间的电阻将变

为原来的倍。

A.lB.10C.100

D.1000

课堂笔记：

【点拨3］当碰到某些情况电阻被拉长或被压缩,电阻的长度和横截面积同时改变,

但总体积不变化，可以考虑H分式上下同乘工或者S，得到R=P?"=P三或

者R=p5t=p这样可以方便比较电阻的大小。

串、并联电路的特点

【例题4】a、5两电阻的/-U如图所示。若将a、匕两电阻串联后接到输出电压为

5V的电源上，通过a电阻的电流为

55

1A6Ac-AD-A

A.B.32

课堂笔记:

【点拨4】串并联电路的几个推论

⑴串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻。

(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻，且小于其中最小的电阻。

⑶无论是串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大时，电路的总电阻变

大。

过关演练

【经典过关】

L电子绕核运动可等效为一环形电流，如图所示。氢原子的电子绕核运动的半径为

H,电子

质量为孙电荷量为e,静电力常量为m则此环形电流的大小为

2.题图所示为某新型导电材料制成的均匀长方体元件,该元件的长为2"宽为"高

为0.2"当电流分别沿M和cd方向流人时淇电阻阻值之比七6：&4为

A.1:100B,100:1C.l:10

D.10:1

3.如图所示电路，电阻Ri=ioaR2=120Q,R3=60Q,另有一个电压恒定的电源。

(1)当C、。端短路时,4、B之间的等效电阻是多少？

(2)当4B端接入电源，测得C、。端断路时的电压为30V,求:电源电压是多少？

【综合演练】

金属丝的电导率

家用导线必须按照国家规定生产和安装，否则将存在巨大隐患。需根据需求选择

合适截面积的铜导线。现有一捆长度为100m、横截面积为2.5mm2的铜电线。

已知铜在20。(2时的电阻率约为2x

1.请根据电阻定律，估算上述一捆铜电线的阻值约为Q。(保留2位有效

数字)

2.为了精确测量该捆铜电线的电阻值,同学们根据已有的知识设计了以下实验：

第2题图1

(1)按图1连接电路川障该导电金属丝的两端分别与电路中的4、B两端连接。

(2)保持开关S2断开，闭合开关Si，调节滑动变阻器H至合适位置，记录电压表和电流

表的示数U和/1。

⑶闭合开关S2,调节滑动变阻器向（选填:A.aB.b）端移动，使电压表的

示数仍为U,记录电流表的示数以则此时该导电金属丝的电阻H=（用

11、和U表示）。

3.某同学为了设计“测量某粗细均匀的导电金属丝的电阻与其拉伸后的长度之间

的关系”实验，实验电路图如图所示。构件上可以精确测出导线金属丝的长度，拉伸

过程中该导电金属丝的电阻率及体积均不变。调节构建长度"依次测出导电金属

丝的电阻值治。

（1）请分析实验数据在勺-L图像中是否为一条直线。

⑵可将导电金属丝作为传感器中的敏感元件来监测构件间的微小拉伸变化。两

构件电阻及电流表内阻可不计，保持电压表读数不变，若将电流表刻度改为构件间

的距离，则越向左相邻刻度间的数据差值_________（选填“越大”“越小”“不变”）,

原因是

第2讲闭合电路欧姆定律

内容梳理

【概念规律】

L非静电力

电源内部总存在着由正极指向负极的电场。在这个电场中，静电力阻碍正电荷向

正极移动。因此，在电源内部要使正电荷向正极移动,就一定要有一种与静电力方

向相反的力作用于正电荷，物理学中把这种力叫做力。

2.电源电动势

非静电力所做的与所移动的之比叫做电动势。电动势

在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从极移送到

极所做的功，用E表示（注意与电场强度E的区别）。表达式为后=

，在国际单位中,E的单位是伏特，符号是V。从能量转化的角度看，电源是通

过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置，电动势是反映电源把其他

形式的能转化为电能本领大小的物理量。

电动势由电源中非静电力的特性决定，跟外电路。但在数值上等

于电源没有接入电路时两极间的。

3.闭合电路欧姆定律

由导线、电源和用电器连成的电路叫做闭合电路（回路）,闭合电路由内电路和

外电路组成。

电流在内、外电路中流动均会受到作用。外电路对电流的阻碍作

用叫，用R表示;内电路对电流的阻碍作用叫做内电阻，简称、

用r表示。

外电路两端的电压,称为外电压倒外）,也叫做，它是电源正负极两

端的电压;内电路两端的电压。称为内电压倒内）。

在闭合回路中电流与电源电动势成，与内、外电阻的阻值之和成

，表达式为/=。闭合电路欧姆定律还可以表示为：

①E=U外+U外：适用于所有闭合电路,内外压之和为，这一数值上与电

源电动势的数值__________.o

②U外=E-":适用于所有闭合电路，此式给出了路端电压与电流的关系,当外电

路总电阻H减小时，I,U外；当电路总电阻H增大

时,/4外o

③21[/外=AU内:对于有电压变化的闭合电路问题，内、外电路电压变化的绝对值

闭合电路的欧姆定律反映的只是电动势和电压的数量关系，它们本质上是不同的,

电动势

反映的是电源将的能转化为电能本领的大小，而电压反映的是电路中

能转化为其他形式的能的本领大小。

4.电源的U—/图像

由闭合电路欧姆定律可得:i/外=E-什

图像的纵轴截距表示,横轴截距表示,斜率表示

△U外

-----------=--------------0

5.电池组

依次将电池的正极和其他电池的负极相连，就组成了串联电池组。如果串联电池

组是由n个相同的电池串联而成的，且每个电池的电动势都为E,内阻都为r,则串联

电池组的电动势和内阻为

后串二-------r串二-----------

把所有电池的正极连接在一起,成为电池组的正极;把所有电池的负极连接在一起,

成为电池组的负极,就组成并联电池组。如果并联电池组由n个相同的电池并联而

成,且每个电池的电动势都为E,内阻都为r,则并联电池组的电动势和内阻为

答案：1.非静电

2.功电荷量负正叱无关电压

q

3.阻碍外电阻内阻（路）端电压正比反比总恒量相等增大减少减少

增大相等其他形式电

4.电动势短路电流内阻-r过原点的倾斜直线电阻

5.nEnrE-

n

【问题情境举隅】

铅蓄电池

电瓶车的电瓶是一种蓄电池，在初中阶段内阻可以忽略不计,输出的电压可视作稳

压源。但是实际情况中电瓶有内阻的存在。根据闭合电路欧姆。外=后-",由于

外电路的元器件是相互并联，并联电阻会降低外电路的总阻值。电瓶车的前后车

灯依次打开,会发现灯会显得稍暗，这种情况会在电池老化内阻增大的时候尤为明

显。

回路各部分电压可视化

以化学原电池为例，在两极板附近的位置存在化学反应,电势会抬升。电池两极板

之间的部分存在内电阻。在短路、断路和正常回路中各个节点的电势走向。

三元锂电池

三元复合正极材料是以保盐、钻盐、镒盐为原料，里面镶钻镒的比例可以根据实

际需要调整，三元材料做正极的电池相对于钻酸锂电池安全性高，但是电压太低,

用在上（截止电压一般在3.0V左右）会有明显的容量不足的感觉。为了到达

实际用途的额定电压，通常要将上百个电池串联连接成电池组。

关键点拔

闭合电路的常规计算

［例题1］如图所示,电流表读数为0.75A,电压表读数为2V,R3=4Q,若电阻夫2发

生断路，则两电表的读数分别变为0.8A和3.2V。求电源的电动势和内电阻分别为

多大?（电流表、电压表均为理想电表）

课堂笔记：

【点拨1】闭合回路几个推论

纯电阻电路,当外电阻越大，路端电压越大。

当外电路断路时,/=0,U=E,断路时的路端电压等于电源电动势。

当外电路短路时，/短=3，u=0,短路电流很大，会烧坏电源。

电源的U—/图像

【例题2】（多选）右图为某一电源的U-/图像，由图可知

A.电源电动势为2V

B.电源内阻为0.3Q

C.电源短路时电流为5A

D.路端电压为1.2V时，电路中的外电阻为0.6Q

课堂笔记：

【点拨2】由于E、r是定值，故这种关系还可以用图像表示，如图所示是一条倾斜的

直线，该直线与坐标轴交点的纵截距表示电动势,横截距表示短路电流，斜率的绝

对值表示电源的内阻。

注意:r=|詈不能用r=tan。求解，因为有时候坐标不是从原点开始，图像中的横

坐标也不是真实的横截距。

动态电路分析

【例题3】如图所示,H为定值电阻,R为热敏电阻』为小灯泡。当温度降低时（）

A.R两端的电压增大B.电流表的示数增大

C.小灯泡的亮度变强D.小灯泡的亮度变弱

课堂笔记：

［点拨3］闭合电路的动态分析一程序法“部分-整体一部分”

①由局部电阻变化判断总电阻的变化。外电路中,任一电阻增大或减小，总电阻随

着增大或减小。

②由/=户判断总电流的变化

R+r

③根据u外=E=＞判断路端电压的变化

由欧姆定律及串、并联电路的规律判断电路各部分电压及电流的变化。以上分析

可形象地表示

［增大［增大1减小增大='部分

局I减小【减小“总I增大

,减小U部分

闭合电路的动态分析一结论法一“串反并同”（应用条件为电源内阻不为零。）

①所谓“串反”，即某一电阻的阻值增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、

两端电压、电功率都将减小,反之则增大。

②所谓“并同”，即某一电阻的阻值增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、

两端电压、电功率都将增大,反之则减小。

含容电路的分析

【例题4】（多选）如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴恰

好处于静止状态。现将滑动变阻器的滑片向上移动一段距离，电压表示数变化量

的绝对值为AU,电流表示数变化量的绝对值为△/,电压表和电流表均视为理想电

表，定值电阻和电池内阻r阻值相等，则

A.电压表示数变小B.液滴将向上运动

C.半保持不变D.电源的输出功率增大

△/

课堂笔记：

【点拨4】1.电路简化

把电容器所在的支路稳定时视为断路，简化电路时可以去掉,求电荷量时再在相应

位置补上。

2.电容器的电压

⑴电容器所在的支路中没有电流，与之串联的电阻两端无电压,相当于导线。

(2)电容器两端的电压等于与之并联的电阻两端的电压。

3.电容器的电荷量及变化

(1)电路中电流、电压的变化可能会引起电容器的充、放电。若电容器两端电压

升高，电容器将充电;若电压降低，电容器将通过与它连接的电路放电。

⑵如果变化前后极板带电的电性相同，通过所连导线的电荷量为|Qi-Q21。

过关演练

【经典过关】

1.利用题图所示电路，测定电源电动势和小电阻r,已知％=7?2=R3=1Q,电源内

阻不计，当电键K断开时，电压表读数为0.8V;当电键K闭合时，电压表的读数为1V,

该电源的电动势和小电阻分别为V和Q。

2.如题图甲所示的电路中,心、&为定值电阻，且&=60Q,R2阻值未知,凡为一滑

动变阻器，当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电

流变化图线如题图乙所示，其中2、B两点是滑片P在变阻器的两个不同端点得到

的，求：

(1)电源的电动势和内阻；

(2)定值电阻/?2的阻值。

3.在如题图甲所示的电路中，闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，

四个理想电表的示数都发生了变化。图乙中三条图线分别表示了三个电压表示数

随电流表示数变化的情况，则()

A.图线a表示电压表的V2示数变化的情况

B.图线c表示电压表的匕示数变化的情况

C.滑片P下滑过程中，等的值变大

D.滑片P下滑过程中，等的值不变

4.(多选)如题图所示,2和B为竖直放置的平行金属板,在两极板间用绝缘线悬挂一

带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动触头P在a处,此时绝缘线向右偏

离竖直方向,电源的内阻不能忽略，则()

A.小球带负电

B.当滑动触头从a向匕滑动时,绝缘线的偏角。变小

C.当滑动触头从a向b滑动时，电流计中有电流，方向从上向下

D.当滑动触头停在5处时电源的输出功率一定大于滑动触头在a处时电源的

输出功率

【综合演练】

伏打电池

伏打电池是意大利物理学家伏打在1799年发明的,在早期被称为“电堆”。他把金

属条浸入强酸溶液后发现两个金属条之间产生了稳定而又强劲的电流。他又用不

同的金属进行实验,发现铜和锌是最合适的金属，并由此发明了伏打电池,而伏打

电池即为原电池的原型。

1.电源电动势的大小反映的是()

A.1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的电能转化为其他形式的能

B.1C电荷量通过电源时，有多少焦耳的其他形式的能转化为电能

C.电源单位时间内传送电荷量的多少

D.电流做功的快慢

2.将一电源电动势为E、内阻为r的电池，与外电路连接,构成一个闭合电路用R表

示外电

路电阻，/表示电路的总电流，则

A.由0外=/R可知，外电压随/的增大而增大

B.由U内=/r可知,电源两端的电压随/的增大而增大

C.由U=E-/r可知,电源输出电压随输出电流/的增大而减小

D.由P=U/可知，电源的输出功率随输出电流/的增大而增大

3.在题图所示的U-/图像中，直线/为某一电源的端电压与电流的关系图线，直线

II为某一电阻R的伏安特性曲线。用该电源直接与电阻H相连组成闭合电路，则

A.电源的电动势为3VB.电源的内阻为2Q

C.电阻R的阻值为0.5QD.电路消耗的总功率为4W

4.如题图，在正常工作的伏打电池内部,a点、匕点分别位于电极和电解液的接触薄

层内，其中(选填"a"或点电势更高。通过_________做功，正电荷从

a点向2极板运动，发生的能量转化是；负电荷从a点向5点移动的过程

中，发生的能量转化是。

5.在题图所示的电路中,E=9V,r=in,R2=2Q,灯2标有“12V12W”的字

样，灯B标有“4V4W”的字样，调节滑动变阻器&的大小，使灯B正常发光。

(1)求滑动变阻器&的阻值。

(2)若将滑动变阻器&的滑片P向下滑动,试分析4B两个灯的亮暗变化。

第3讲电功、电功率

内容梳理

【概念规律】

1.电功

我们把电流所做的功叫做电功。电流做了多少功就表示有多少电能转化成其他形

式的能。电功实质上是导体中的电场的静电力对自由电荷的作用力做的功。设通

过导体的恒定电流为/,导体两端的电压为u,则在时间t内电流通过这段导体的电

荷量为q=电场力对电荷所做的功为卬=qU=UIto电功的单位是焦耳，简称

焦,符号是J。

2.电功率

电流所做的功与完成这些功用的时间之比叫做电功率，用P表示。根据功率的定义

式P=将w=qu=Ult代人得P=UI。电功率的单位是瓦特，简称瓦,符号是W。

6

常用的单位有千瓦时(kW-h),也称“度”,1kW•h=3.6x10Jo

额定功率和实际功率:用电器长期正常工作时的功率，即当用电器加上额定电压

(或通以额定电流)时它所消耗的电功率就是额定功率。用电器实际工作时消耗的

电功率就是实际功率。为使用电器不被烧坏，要求实际功率不能大于其额定功率。

3.焦耳定律

电流通过导体产生的热量Q,与电流/的二次方、导体的电阻R和通电的时间t成正

比。这就是焦耳定律，即Q=/2Rt。通常把电流流过导体时产生的热量称为电热，

也叫做焦耳热。电流通过导体产生的热量与所用时间之比叫做热功率，其表达式

为P=亨=I2Ro

电热是电能转化为内能的量度，热功率即电能转化为内能的功率。

4.闭合电路的功率和效率问题

电源的总功率:任意电路P总==+/U内=「出+P内

纯电阻电路均=_______=~

P，国、R+T

电源内部的损耗功率:P内==IU内=p总_p出

电源有效的输出功率:任意电路P出==IE—12r=P总一P内

纯电阻电路P出=________=

出(7?+r)2

p

电源的效率：任意电路4=*x100%="x100%

P总E

纯电阻电路4=含X100%

答案:1.电流电静电qU

2.快慢电流做功时间yUI度3.6X106大于

3.二次方I2Rt电热量度内I2R

u2

4.IEIU出〃第十7)Z2r心型4旦

【问题情境举隅】

“充电宝”的各项参数

“充电宝”可以储存电荷和电能,某种意义上可以看做是一种电容。如图所示参数

10050mAh,利用公式Q=/t,即mAh是电荷量单位,10050mAh=2792C。参数

5

36.48Wh,利用公式卬=PC,即Wh是能量单位,36.48Wh=1.3x10Jo当给“充电

宝”充电时，“充电宝”看成是用电器，额定参数是“输入”一栏。当“充电宝”给其他用

电器充电时，“充电宝”看做是电源,“输出”一栏即外电路的电压和电流。

电热的防范与利用

电池短路，由于某种原因,致使电池的正负极在电阻非常小的情况下相互连接的非

正常通路。这种通路会产生非常大的电流(/=E/r),同时也产生非常多的热量

(Q=产班),产生的热和过强的电能释放会导致电池寿命严重受损。此过程常见于

电路的非正确使用或电路遭受外界侵蚀造成的短路(例如电子产品进水),此时为

了保护用电器应该避免电器开机或通电。

电风扇、电动机在正常工作时，电能大部分都转化为机械能输出。但是在润滑不

好等特殊情下，风扇扇叶停止转动，电动机转子停止转动，此时用电器变为纯电阻

电路。而此状态下的电阻值较小，电流较大,产生的电热也很大。倘若不能尽快解

决问题用电器会面临烧毁的风险。

电烙铁、电吹风、电热水壶等工作原理简单地说就是一个电热器在电能的作用下,

发热、传热和散热的过程。

关键点拨

纯电阻电路中的功和功率

【例题1］已知电阻&=8Q,&=2Q,在图(a)的电路中，要使用、&消耗的功率相

等，滑动变阻器阻值为Q;如图(b)的电路中，要使/、消耗的功率相等,

滑动变阻器阻值为Q。

课堂笔记：

【点拨1】电功、电热、电功率、热功率的比较

电功电热电功率热功率

电流通过导电流通过导描述了单位描述了单位时间

意义

体静电力做体产生的热，时间内消耗内消耗的电能之

的功，表示消表示消耗的电能的多少中有多少转化为

耗电能的多电能之中有内能

少多少转化为

内能

W=qUWQ,

Q=I2RtP=—=UI

非纯电阻=UltP热=1=1R

表

电路

达W>Qp>P热

式

纯电阻WQ

W=qU=Ult=I2Rt=QP=三=U/=/=/29R=p热

电路

非纯电阻电路中的功和功率

［例题2］某同学做“旋转的液体”实验，实验装置如图所示，在玻璃皿中心放一个圆

柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，蹄形磁铁两极正

对部分的磁场可视为匀强磁场。已知电源的电动势为E=6V,内阻r=0.1Q,限流

电阻Ro=4.9Q,玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=1Q。闭合开关后,当液体

旋转稳定时，电压表的示数为3.5V,此时液体中产生的热功率为P,则从上往下看,

液体作

A.顺时针旋转,P=0.25WB.顺时针旋转,P=12.25W

C.逆时针旋转,P=0.25WD.逆时针旋转,P=12.25W

课堂笔记：

【点拨2】纯电阻电路与非纯电阻电路

两种电

路比较纯电阻电路非纯电阻电路

内容

元件特电路中只有电阻元件，只能把除电阻外还包括能把电能转化为其他

点电能转化为内能形式能的用电器

欧姆定

服从欧姆定律/=不服从欧姆定律U>/R或者/=*

律9

能量转电流做的功除了转化为内能外还要转

电流做的功全部转化为电热

换化为其他形式的能

元件举

电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等

例

以电动从能量转化与守恒的角度看，电动机从电源获得能量，一部分转化为

机为例，

机械能，还有一部分转化为内能即P电=。机+。损

分析电

路中的

若只考虑线圈发热产生的能量损失，则有「损=「热，对于正在充电的

能量转

化电池，电能除了转化为化学能之外，还有一部分转化为内能

计算电源的输出电压、总功率、输出功率、效率

【例题3】（多选）如图，图线是某电源的路端电压随电流变化的关系图线,0M是

固定电阻R两端的电压随电流变化的图像，由图可知

A.固定电阻R的阻值为2Q

B.该电源的电动势为6V,内阻为2Q

C.当该电源只向电阻R供电时，其效率约为33.3%

D.该电源的最大输出功率为9W

课堂笔记：

【点拨3】电源的功率和效率

纯电阻电路的P出—R

任意电路纯电阻电路

图像

P总=〃(R+r)

总功

「出=E/=「出+P内

率E2J

R+r

输出E2R0rR

P=UI=EI-I2r29

UJP中=IR=

功率出(H+丁下

当外电阻H

P出

77=—x100%=内电阻r,

P总

R+丁

效率T]=-------x100%p上

_U

R出max4r

_E

x100%

纯电阻电路中电源的最大输出功率推导：

,E2E2RE2E2

P=UI=[2R=----------R=-------------------=---------------—=-----------------

(R+r)2R2+2Rr+r2..r2(/?-r)2

vJRD+2Qr+页--R'+4r

值得注意，外电阻越大，电源效率越高,但是电源的输出功率不一定增大。

功率一电流、功率一电压曲线

【例题4】某同学将一直流电源的总功率PE、输出功率PR和电源内部的发热功率E

随电流/变化的图线画在了同一坐标内，如右图所示，则电源内阻r=Q,当

电流为1.5A时，外电路的电阻/?=Q。

课堂笔记：

【点拨4】功率图像求解要点

此类题目的关键是根据闭合电路欧姆定律写出对应的函数关系式,根据图中的数

据求解相应的参数。如抛物线的二次系数，直线的斜率和截距等。

例：

P总=E/,P-/图像应该是一条过原点的倾斜直线，斜率的大小表示电源电动势的

大小。

「损=一/图像应该是一条开口朝上，对称轴在y轴，且过原点的二次函数。通

过求解二次函数的二次项系数大小即是电源内阻的大小。

P出=E/-/N,p—/图像应该是一条开口朝上，对称轴在y轴，且过原点的二次函

数。通过求解二次函数的二次项系数大小即是电源内阻的大小。

过关演练

【经典过关】

L某同学把标有“8V16W”的灯泡5和“12V36W”的灯泡人串联在电路中，其

中一只灯泡能正常发光,另一只没有达到额定电压。不考虑灯丝电阻的变化，则电

源电压为V,此时乙2的实际功率益的实际功率（选填“大于”“等于"

或“小于”）。

2.如题图，电源电动势E=16V,内阻r=lQ。&、为两个可调电阻。已知电动

机的额定电压U=10V,线圈电阻R”=lQo开关S闭合后，可调电阻也取2Q、R2

取10Q时，电动机恰能正常工作，则电动机正常工作时的输出功率为P出=

W,在电动机正常工作的前提下调节电阻Ri、R2的取值，则电源输出功率

能达到的最大值为Wo

3.如图所示，已知电源电动势E=6V,内阻r=1Q,保护电阻品=0.5Q,求当电阻

箱R的读数为多少时,电阻箱R消耗的功率P最大，并求这个最大值。

4.最近两年洗地机这一新型家电逐渐流行，便利了人们的生活。现有某品牌洗地机,

如图所示其工作参数如图表，其工作模式有强效、节能两种，强效模式下，该洗地机

以额定功率工作，节能模式下，以额定功率的一半功率工作，两种模式下，其工作电

压均相同，其续航时间是按照节能模式工作计算得到的，则下列说法中正确的是

产品名称某品牌洗地机产品型号QX-V6A

额定功率220W电池容量4000mAh

续航时间40min清水箱容量800mL

外形尺寸260mmx262mmx1115mm污水箱容量720mL

A.该洗地机在节能模式下的工作电流为6A

B.该洗地机在节能模式下的工作电流为0.1A

C.该洗地机内阻约为3Q

D.强效模式下，该洗地机的工作电压约为36V

【综合演练】

充电宝

充电宝，又称为移动电源,是一种集供电和充电功能于一体的便携式充电器，可以

随时随地给等数码设备充电或待机供电。充电宝一般由锂电芯或者干电池作

为储电单元。充电宝自身的充电插头可直接通过交流电源对移动设备充电且自身

具有储电功能，相当于一个充电器和备用电池的混合体。

1.为保证人民的生命财产安全，机场规定“严禁携带额定能量超过160W-h的充

电宝搭乘飞机”,160W-h的能量最接近

A.一个铅球从教室课桌落至地面时所具有的动能

B.一名80kg的同学从1m高的田坎跳下时减少的重力势能

C.一辆轿车在高速路上正常行驶时的动能

D.一部待机一天所消耗的电能

2.充电宝广泛应用于对充电。某电池背面印有的一些符号如图所示，则下列

说法中正确的是

A.“毫安•时”是电池储存的能量的单位

B.“伏特”是国际单位制中的基本单位

C.若该的待机电流为10mA,则最多可待机100h

D.若该电池工作电流为16mA,则每秒内定向通过电源的电子个数为1x

1()17个

3.如题图,用输出电压为14V、输出电流为100mA的充电宝对内阻为2Q的电池

充电。充电时，电池消耗的热功率为W,电能转化为化学能的功率为

______________Wo

4.“用DIS测量充电宝的电动势和内阻”的实验电路如题图(a)所示。

⑴图中4B分别为传感器和传感器。闭合开关前,滑动变

阻器的滑动头P应置于端(选填,"或

(2)闭合开关后，调节滑动变阻器，测得两个电表的多组数据，作出的U-/图像如题

图(b)所示。根据图像可求出该充电宝的电动势E=V,内阻r=Q。

(结果均保留两位小数)

第4讲实验:测量金属丝的电阻率、测量电源的电动势和内阻

内容梳理

【概念规律】

1.常用仪器的使用

多用电表

多用电表是一种集测量电压、电流、电阻于一体的多用途电表，常用的有指针式

和数字式两种。此外数字式多用电表还可以测量交流信号频率、电容值等，显示

也更加便捷和精确,现在已经逐步替代了指针式多用电表成为主流。

在使用数字式多用电表之前，需检查表笔以及表壳是否有损坏;接通电源，判断

电池是否能正常供电。使用指针式多用电表之前，发现指针没有停在左端“o”位置

都要进行机械0若遇到问题应及时检查更换。

测量时，应按需求调节功能旋钮到相应的挡位彳寺示数稳定后才能开始测量。使

用完毕后，功能旋钮应旋至OFF挡，或者旋至__________挡,并关闭电源。长期不使

用还应取出电池。

在使用多用电表测量电压时，要与用电器联，红表笔接触点的电势应

该比黑表笔；在使用多用电表测量电流时，应与待测电路联,

电流从表笔流入多用电表，从表笔流出多用电表;在使用多

用电表测量电阻时，必须先把电阻从电路中。测量时既要保持表笔与

电阻良好接触，又不能使待测电阻与其他导电物体（包括手）接触。

游标卡尺

如图所示，游标卡尺主要由两部分构成,主尺和一条可以沿着主尺滑动的游标尺。

游标卡尺的读数方法如下。

先读整数部分（主尺示数）:整数部分在主尺上读得，即游标尺零刻度线在主尺

的多少毫米刻度线的右边，该毫米刻度值就是应读得的以毫米为单位的整数部分

Lo

再读小数部分（游标尺示数）:小数部分在游标尺上第n条刻度线（默认0刻度

线不计）与主尺上某一刻度线对齐后读出，则游标卡尺的精度kf即为读出的小数

部分。

测量值为上述两部分读数之和,并按有效数字的规则记录。通用公式可写为

s=L+k•